Механические и электромеханические характеристики ЭД.

Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость скорости от электромагнитного момента, развиваемого электродвигателем в установившемся режиме, т.е. ω=f(М). Механические характеристики электродвигателей могут быть представлены как М=f(ω).

Различают естественную и искусственную характеристики электродвигателей. Естественная характеристика соответ­ствует основной схеме включения электродвигателя и номиналь­ным параметрам питающего напряжения.

Если двигатель включен не по основной схеме, или в его электрические цепи включены дополнительные элементы, или же двигатель питается напряжение с неноминальными пара­метрами, то он будет иметь искусственные характеристики.

Качественно механические характеристики электродвигате­ля оцениваются коэффициентом жесткости β, определяемым как производная момента по угловой скорости:

 

 

Используя этот показатель, можно ха­рактеристику 1 синхронного электро­двигателя (рис.1) оценить как абсо­лютно жесткую (β=∞), характеристи­ку 3 асинхронного электродвигателя — как имеющую переменную жесткость, характеристику 2 электродвигателя постоянного тока независимого возбу­ждения - как жесткую, характери­стику 4 электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения - как мягкую.

 

 

При построении механических характеристик АД используется упрощенное уравнение, полученное при условии, что активное сопротивление обмотки статора      R₁=0:

где М_кр - критический (или максимальный) момент, соответствующий критическому скольжению s_кр.

Поскольку n = n_o (1- s), то, приведенное выше уравнение, является формулой механической характеристики, и по ней можно строить графики механических характеристик по паспортным данным двигателя.

 

 

Расчет и построение механической характеристики асинхронного электродвигателя (АД) по паспортным данным.  

Механическую характеристику асинхронного электро­двигателя рассчитывают по уточненной формуле Клосса:

,

где ,  - рассчитываемый и максимальный моменты, Н-м; - коэффициент, Е= f (S); , - задаваемое значение скольжения и максимальное (критическое) скольжение (если  не задано, то находится по формуле), о.е.:

,

где  - кратность максимального момента электродвигателя; - номинальное скольжение, о.е.

Максимальный (критический) момент: ,

где  - номинальный момент, Н-м; - кратность максимального момента, о.е.

Номинальный момент:   ,

где  - номинальная угловая скорость, рад/с.

где  - синхронная частота вращения ротора, мин^-1; - синхронная угловая скорость, рад/с;  - частота тока в сети, Гц;  - количество пар полюсов.

Коэффициент Е:

Ток холостого хода:

Ток при максимальном (критическом) скольжении в относительных единицах:

Номинальный ток I _н

Пересчет тока в именованные единицы:

.

Графики механической и электромеханической характеристик имеют следующий вид: